JP6627387B2 - Electrode transport device and electrode transport method - Google Patents
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Description
本発明は、電極搬送装置および電極搬送方法に関する。 The present invention relates to an electrode transport device and an electrode transport method.
二次電池などの蓄電装置は、その内部に、電極である正極と負極とが、セパレータを介在し、積層されて構成された電極組立体を有する。電極組立体としては、概略矩形を成すシート状の電極を多数積層した積層型の電極組立体が知られている。電極組立体は、正極及び負極を各々別の製造工程で製造した後、組立工程で一枚ずつ交互に積層するものである。従って、製造ラインの都合上、一時的に、同極の電極が折り重なって搬送されていた場合には、個々の電極を分離して配置しなおす必要がある。 A power storage device such as a secondary battery has an electrode assembly in which a positive electrode and a negative electrode, which are electrodes, are stacked with a separator interposed therebetween. As the electrode assembly, a stacked electrode assembly in which a large number of substantially rectangular sheet-like electrodes are stacked is known. The electrode assembly is one in which a positive electrode and a negative electrode are manufactured in different manufacturing steps, and then alternately stacked one by one in an assembling step. Therefore, when electrodes of the same polarity are temporarily folded and conveyed for the convenience of the production line, it is necessary to separate and arrange the individual electrodes.
互いに重なり合ったパーツから、パーツを1枚ずつ分離する搬送装置として、特許文献1に記載された装置が知られている。この装置は、一段目のベルト搬送装置で重なり合った電極を搬送し、当該一段目よりも低い位置に設けられて速い速度に設定された二段目のベルト搬送装置へ移すことによって、パーツを分離している。 2. Description of the Related Art An apparatus described in Patent Literature 1 is known as a transporting apparatus that separates parts one by one from overlapping parts. This device separates parts by transporting overlapping electrodes in the first-stage belt transport device and transferring it to the second-stage belt transport device that is provided at a lower position than the first stage and set at a high speed. are doing.
しかしながら、上述の搬送装置を電極に適用し、重なり合った電極から電極を分離させようとした場合に、上手く分離できない場合や、電極が回転して姿勢を大きく乱す場合があった。従って、重なり合った電極から一枚ずつ電極を分離する際の確実性を向上することが求められていた。 However, when the above-described transport device is applied to the electrodes to separate the electrodes from the overlapped electrodes, the separation may not be performed well, or the electrodes may rotate and greatly disturb the posture. Therefore, it has been required to improve the certainty when separating the electrodes one by one from the overlapping electrodes.
そこで、本発明は、重なり合った電極から一枚ずつ電極を分離する際の確実性を向上できる電極搬送装置および電極搬送方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an electrode transporting apparatus and an electrode transporting method that can improve the reliability of separating electrodes one by one from overlapping electrodes.
本発明の一態様は、重なり合った複数のシート状の電極から前記電極を一枚ずつ分離して搬送する電極搬送装置であって、第1の電極に対して、搬送方向における下流側で隣接する第2の電極が重なる状態で搬送する第1のベルトコンベアと、第1のベルトコンベアの下流側に配置され、第1の電極から第2の電極を分離させる第2のベルトコンベアを備え、第1のベルトコンベアでは、第2の電極の下流側の端部が第1の電極から下流側へずれた状態で、第2の電極の裏面が第1の電極の表面を覆うように重ねられ、第2のベルトコンベアは、第1のベルトコンベア上の第1の電極の下流側の端部から、第2の電極の裏面を離間させた状態で、当該第2の電極を第2のベルトコンベア側へ引っ張る。 One embodiment of the present invention is an electrode transfer device that separates and transports the electrodes one by one from a plurality of overlapping sheet-shaped electrodes, and is adjacent to a first electrode on a downstream side in a transport direction. A first belt conveyor that conveys the second electrodes in an overlapping state, and a second belt conveyor that is disposed downstream of the first belt conveyor and separates the second electrodes from the first electrodes. In one belt conveyor, the back surface of the second electrode is overlapped so as to cover the surface of the first electrode in a state where the downstream end of the second electrode is shifted downstream from the first electrode, The second belt conveyor is configured to connect the second electrode to the second belt conveyor in a state where the back surface of the second electrode is separated from the downstream end of the first electrode on the first belt conveyor. Pull to the side.
この電極搬送装置によれば、第1のベルトコンベアにおいて、第2の電極の下流側の端部が第1の電極から下流側へずれた状態で、第2の電極の裏面が第1の電極の表面を覆うように重ねられる。第1の電極及び第2の電極が搬送されると、第2のベルトコンベアは、まず第2の電極の下流側の端部に接触し、下流側の端部を持ち上げる。第2のベルトコンベアの第2の搬送面の速度は、第1のベルトコンベアの第1の搬送面の速度、すなわち第1の電極の速度より速いが、第2の電極の下流側の端部が接触した直後は、搬送面は上方向への速度成分を持つため、水平方向の速度成分は小さくなる。すなわち、第2の電極の加速は緩やかになる。さらに、第2の電極の下流側の端部が持ち上げられた状態で、第2の電極の上流側の端部が電極の表面に接触しているが、第2の電極の重さは、第2のベルトコンベアに乗り移った下流側の端部と2分して作用する為、第2の電極の上流側の端部にて作用する摩擦も、小さくなるものと思われる。これにより、重なり合った電極から一枚ずつ電極を分離する際の確実性を向上できる。 According to this electrode transport device, in the first belt conveyor, the back surface of the second electrode is placed on the first electrode while the downstream end of the second electrode is shifted downstream from the first electrode. Are stacked to cover the surface. When the first electrode and the second electrode are transported, the second belt conveyor first contacts the downstream end of the second electrode and lifts the downstream end. The speed of the second conveying surface of the second belt conveyor is higher than the speed of the first conveying surface of the first belt conveyor, that is, the speed of the first electrode, but the downstream end of the second electrode. Immediately after the contact, the transport surface has an upward velocity component, so that the horizontal velocity component is small. That is, the acceleration of the second electrode becomes slow. Furthermore, while the downstream end of the second electrode is lifted, the upstream end of the second electrode is in contact with the surface of the electrode, but the weight of the second electrode is It is considered that the friction acting on the upstream end of the second electrode is also reduced because it acts on the downstream end that has moved onto the second belt conveyor in two. Thereby, it is possible to improve the certainty in separating the electrodes one by one from the overlapping electrodes.
第1のベルトコンベアの第1の搬送面に比して、第2のベルトコンベアの第2の搬送面が高い位置に配置される。この場合、第2の電極が、第2のベルトコンベアに引っ張られる際に、第2の搬送面が第1の搬送面に比して高い位置に配置されるため、第2の電極の下流側の端部が高い位置に配置される。従って、第1の電極の下流側の端部から、第2の電極の裏面を離間させることができる。 The second transport surface of the second belt conveyor is arranged at a higher position than the first transport surface of the first belt conveyor. In this case, when the second electrode is pulled by the second belt conveyor, the second transport surface is arranged at a position higher than the first transport surface, so that the second electrode is located downstream of the second electrode. Is located at a higher position. Therefore, the back surface of the second electrode can be separated from the downstream end of the first electrode.
第1のベルトコンベアの第1の搬送面に対して、第2のベルトコンベアの第2の搬送面は、鋭角をなすように傾斜している。この場合、第2の電極が、第2のベルトコンベアに引っ張られる際に、第2の搬送面が第1の搬送面に対して鋭角をなすように傾斜しているため、第2の電極の下流側の端部が高い位置に配置される。従って、第1の電極の下流側の端部から、第2の電極の裏面を離間させることができる。 The second conveyor surface of the second belt conveyor is inclined at an acute angle with respect to the first conveyor surface of the first belt conveyor. In this case, when the second electrode is pulled by the second belt conveyor, the second transport surface is inclined so as to form an acute angle with respect to the first transport surface. The downstream end is located at a higher position. Therefore, the back surface of the second electrode can be separated from the downstream end of the first electrode.
本発明の他の態様は、重なり合った複数のシート状の電極から電極を一枚ずつ分離して搬送する電極搬送装置であって、第1のベルトコンベアと、第1のベルトコンベアの下流側に配置され、第1のベルトコンベアに比して搬送速度が速い第2のベルトコンベアを備え、第1のベルトコンベアの第1の搬送面に比して、第2のベルトコンベアの第2の搬送面が高い位置に配置される。 Another aspect of the present invention is an electrode transport device that separates and transports electrodes one by one from a plurality of overlapping sheet-shaped electrodes, and includes a first belt conveyor and a downstream side of the first belt conveyor. A second belt conveyor, which is disposed and has a higher conveying speed than the first belt conveyor, and the second conveyor of the second belt conveyor is higher than the first conveying surface of the first belt conveyor. The surface is located at a higher position.
この電極搬送装置によれば、第2の電極が、第2のベルトコンベアに引っ張られる際に、第2の搬送面が第1の搬送面に比して高い位置に配置されるため、第2の電極の下流側の端部が高い位置に配置される。従って、第1の電極の下流側の端部から、第2の電極の裏面を離間させることができる。これにより、第1の電極の下流側の端部と第2の電極の裏面との干渉を回避した状態で、当該第2の電極を第2のベルトコンベア側へ引っ張ることができる。以上より、重なり合った電極から一枚ずつ電極を分離する際の確実性を向上できる。 According to this electrode transport device, when the second electrode is pulled by the second belt conveyor, the second transport surface is disposed at a position higher than the first transport surface. The downstream end of the electrode is disposed at a high position. Therefore, the back surface of the second electrode can be separated from the downstream end of the first electrode. Thus, the second electrode can be pulled toward the second belt conveyor while avoiding interference between the downstream end of the first electrode and the back surface of the second electrode. As described above, the reliability of separating the electrodes one by one from the overlapped electrodes can be improved.
本発明の他の態様は、重なり合った複数のシート状の電極から電極を一枚ずつ分離して搬送する電極搬送方法であって、第1のベルトコンベアにより、第1の電極に対して、搬送方向における下流側で隣接する第2の電極が重なる状態で搬送する搬送工程と、第1のベルトコンベアの下流側に配置される第2のベルトコンベアにより、第1の電極から第2の電極を分離させる分離工程と、を備え、搬送工程では、第1のベルトコンベア上において、第2の電極の下流側の端部が第1の電極から下流側へずれた状態で、第2の電極の裏面が第1の電極の表面を覆うように重ねられ、分離工程では、第1のベルトコンベア上の第1の電極の下流側の端部から、第2の電極の裏面を離間させた状態で、当該第2の電極を第2のベルトコンベア側へ引っ張る。 Another aspect of the present invention is an electrode transport method for separating and transporting electrodes one by one from a plurality of overlapping sheet-shaped electrodes, wherein the first belt conveyor conveys the electrodes to the first electrodes. The second electrode conveyed in a state where the second electrodes adjacent to each other on the downstream side in the direction overlap with each other, and the second belt conveyor arranged downstream of the first belt conveyor, thereby transferring the second electrode from the first electrode. And separating the second electrode on the first belt conveyor in a state where the downstream end of the second electrode is shifted downstream from the first electrode on the first belt conveyor. The back surface is overlapped so as to cover the front surface of the first electrode, and in the separation step, the back surface of the second electrode is separated from the downstream end of the first electrode on the first belt conveyor. Pulling the second electrode to the second belt conveyor side Stretch.
この電極搬送方法によれば、上述の電極搬送装置と同様な作用・効果が奏される。 According to this electrode transport method, the same operation and effect as those of the above-described electrode transport device can be obtained.
本発明によれば、重なり合った電極から一枚ずつ電極を分離する際の確実性を向上できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the reliability at the time of isolate | separating an electrode one by one from the electrode which overlapped can be improved.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.
(第1実施形態)
図1を参照して、第1実施形態の電極搬送装置40について説明する。電極搬送装置40は、二次電池などの蓄電装置の生産ラインにて用いられる装置である。蓄電装置の生産ラインは、概略として、正極製造ライン、負極製造ライン、及び、各電極製造ラインにて製造された電極(正極及び負極)を用いてケース等と共に蓄電装置を組立てる組立ライン、より構成される。電極積層装置1は、組立ライン上に配置され、正極及び負極を積層して、電極組立体の前駆体である積層体Xを得るための装置である。電極搬送装置40は、電極積層装置1と、正極製造ライン又は負極製造ラインとの間に配置される搬送装置である。なお、本実施形態は、リチウムイオン二次電池の生産ラインであるが、他の蓄電装置の生産ラインに適用することもできる。
(1st Embodiment)
With reference to FIG. 1, an
電極積層装置1は、蓄電装置の正極11、セパレータ13、および負極12を積層する。蓄電装置の電極組立体は、正極11と、負極12と、正極11と負極12との間に配置された袋状のセパレータ13とによって構成される。セパレータ13内には、正極11または負極12の内の一方の電極が収納され得る。本実施形態では、セパレータ13内には正極11が収納されている。セパレータ13内に正極11が収納された状態で、正極11と負極12とがセパレータ13を介して交互に積層される。すなわち、電極積層装置1は、シート状の電極(ワーク)である負極12及びセパレータ付き正極10を交互に積層する。
The electrode stacking device 1 stacks the
正極11は、例えばアルミニウム箔からなる矩形の金属箔の両面に正極活物質層が形成されてなる。正極活物質層は、正極活物質とバインダとを含んで形成されている。正極活物質としては、例えば複合酸化物、金属リチウム、硫黄等が挙げられる。複合酸化物には、例えばマンガン、ニッケル、コバルト及びアルミニウムの少なくとも1つと、リチウムとが含まれる。本実施形態の正極11は、一対の長辺と一対の短辺とを備える。長辺の一方には、正極端子との接続に用いられるタブ(突出部)11aが形成されている。
The
正極11のタブ11aを除いた部分は、袋状のセパレータ13内に収容されている。セパレータ13の形成材料としては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、メチルセルロース等からなる織布又は不織布等が例示される。正極11のタブ11aは、略矩形のセパレータ(本体部)13の長辺から外方向に突出している。このように、袋状のセパレータ13に正極11が収納されることで、セパレータ付き正極10が構成されている。なお、本実施形態に係る電極積層装置1に用いられる袋状のセパレータ13の左右方向の幅は、負極12の幅と同寸とされている。また、セパレータ13の高さは、負極12の高さと同寸とされている。セパレータ13は、袋状に限られず、シート状のものを用いてもよい。
The portion of the
一方、負極12は、例えば銅箔からなる金属箔の両面に負極活物質層が形成されてなる。負極活物質層は、負極活物質とバインダとを含んで形成されている。負極活物質としては、例えば黒鉛、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ、ハードカーボン、ソフトカーボン等のカーボン、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、金属化合物、SiOx(0.5≦x≦1.5)等の金属酸化物、ホウ素添加炭素等が挙げられる。本実施形態の負極12は、一対の長辺と一対の短辺とを備える。長辺の一方には、負極端子との接続に用いられるタブ(突出部)12aが形成されている。負極12のタブ12aは、負極活物質層が形成された矩形状の本体部12bの長辺から、外方向に突出している。タブ11a及びタブ12aは、正極11(すなわちセパレータ付き正極10)と負極12とを重ねた場合に互いに重ならない位置に形成されている。
On the other hand, the
バインダは、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素ゴム等の含フッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド等のイミド系樹脂、又はアルコキシシリル基含有樹脂であってよい。 The binder is, for example, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, a fluororesin such as fluororubber, a thermoplastic resin such as polypropylene or polyethylene, a polyimide, an imide resin such as polyamideimide, or an alkoxysilyl group-containing resin. Good.
電極積層装置1は、異なる2種類の電極であるセパレータ付き正極10および負極12を交互に搬送する搬送部2と、搬送部2の出口部2bから排出されるセパレータ付き正極10および負極12を滑走させる滑走部20と、滑走部20で滑走したセパレータ付き正極10および負極12を交互に受け取り、積層領域Aにおいて電極の積層体Xを形成する積層部4を備える。なお、本実施形態では、前述の如く、傾斜面の滑走(落下)を利用する電極積層装置1を用いて説明するが、本実施形態における電極積層装置の形式は、特にこれに限定されるものでは無い。例えば、搬送部にて順次供給される電極を、吸着パッドなどを備えたロボットアームで積層するものであってもよい。電極積層装置1は、その上流側で、セパレータ付き正極10および負極12をそれぞれ蓄えるバッファ装置30,30と、それぞれのバッファ装置30,30から搬送部2へセパレータ付き正極10および負極12を供給する電極搬送装置40と、に生産ラインとして接続されている。
The electrode laminating apparatus 1 slides the
搬送部2は、たとえばベルト2dを有するベルトコンベアである。搬送部2は、ベルト2dの搬送面2a上に負極12およびセパレータ付き正極10を交互に載せ、これらを搬送方向D1に搬送する。搬送部2における搬送方向D1は、たとえば水平方向である。なお、搬送方向D1は水平方向に限られず、水平方向に対して傾斜していてもよい。搬送部2は、タブ12a,11aが搬送方向D1の上流側に位置するように、負極12およびセパレータ付き正極10を搬送する。言い換えれば、搬送部2は、タブ12a,11aが形成されていない他方の長辺が前側となるように、負極12およびセパレータ付き正極10を搬送する。なお、搬送部2の上流側には、図示しない正極供給部および負極供給部が配置される。正極供給部によって、搬送面2a上にセパレータ付き正極10が供給され、載置される。負極供給部によって、搬送面2a上に負極12が供給され、載置される。
The
搬送部2には、駆動部2cが設けられている。駆動部2cは、ローラを回転させることによりベルト2dを走行させる。駆動部2cは、制御部としての機能も有しており、ベルト2dの走行速度を変更・調整可能である。搬送面2aの先端部は、搬送された負極12およびセパレータ付き正極10を交互に排出する出口部2bとされている。搬送部2では、搬送速度が高められており、負極12およびセパレータ付き正極10の高速搬送が可能になっている。出口部2bから排出された負極12およびセパレータ付き正極10は、自重により滑走部20に向けて落下することで、滑走部20に供給される。
The
滑走部20は、搬送部2の出口部2bの斜め下方に配置されている。滑走部20は、平面視した場合に、滑走部20の延長線上に配置されている。言い換えれば、滑走部20は、出口部2bから搬送方向D1に延びる延長線の下方に配置されている。出口部2bと滑走部20との間には空間が設けられてよい。この空間の大きさは、搬送部2における搬送速度や積層体Xにおける電極の積層枚数等に基づいて設定されてよい。あるいは、出口部2bと滑走部20との間に空間が設けられていなくともよい。滑走部20の傾斜角は、水平方向に対して30〜70°である。
The sliding
積層部4は、滑走部20の出口部の斜め下方に配置されている。積層部4は、平面視した場合に、滑走部20の延長線上に配置されている。滑走部20と積層部4との間には空間が設けられている。この空間の大きさは、滑走部20における搬送速度や積層体Xにおける電極の積層枚数等に基づいて設定されている。
The stacking
積層部4は、支持部9上に取り付けられている。支持部9は、積層部4を保持する保持枠9aを有しており、この保持枠9a上に、積層部4が載置され、保持されている。支持部9は、出口部2bに対する積層部4の相対位置を変更し得るように、前後方向または上下方向にスライド移動可能な構造であってもよい。ここで言う前後方向とは、搬送方向D1を水平面に投影した方向と平行な方向である。支持部9は、たとえば、積層部4の積層領域Aに積層されている最上層の電極(負極12またはセパレータ付き正極10)と出口部2bとの相対位置を維持するように位置調整されてもよい。
The stacking
図1に示されるように、積層部4は、水平方向に対して傾斜して設けられた矩形状の底板部6と、底板部6の下端に立設された停止板部7と、底板部6の左右の側部に立設された互いに平行な一対の側板部8,8とを有する。底板部6の表面は、積層体Xが載置される載置面6aである。直方体状の外形をなす積層部4は、載置面6aに対向する面(すなわち積層体Xが取り出される面)と、停止板部7に対向する面(すなわち出口部20bに最も近い面)とが開放されている。これらの開放された部分から、負極12およびセパレータ付き正極10が進入可能になっている。
As shown in FIG. 1, the
滑走部20から排出されて積層部4に進入する負極12およびセパレータ付き正極10の移動方向は、滑走部20と積層部4との位置関係や滑走部20における移動速度によって変わるが、概ね、載置面6aの傾斜方向よりも、水平面に対する角度が多少大きい方向である。なお、負極12およびセパレータ付き正極10の移動方向が載置面6aの傾斜方向に略等しくてもよい。
The moving direction of the
底板部6の下端(移動方向の一端)に立設された停止板部7は、底板部6に直交するように設けられており、載置面6aの傾斜方向または移動方向に移動する負極12およびセパレータ付き正極10を停止させる。一対の側板部8,8は、それぞれ、底板部6および停止板部7に直交するように配置されている。これらの底板部6と停止板部7と側板部8,8との間に、積層体Xが形成される積層領域Aが設けられている。平行な一対の側板部8,8は、負極12およびセパレータ付き正極10の幅よりも僅かに大きい間隔を有しており、負極12およびセパレータ付き正極10を積層領域Aに向けて案内する。なお、負極12およびセパレータ付き正極10の案内を容易にするために、側板部8,8の上部(出口部側に開放された部分)は、上方ほど広い間隔のテーパ状になっている。負極12およびセパレータ付き正極10は、側板部8,8に案内され、停止板部7に当接した状態で載置面6a上に積層される。したがって、積層領域Aは、底板部6、停止板部7および側板部8,8に接する直方体状の領域である。
The stop plate 7 erected at the lower end (one end in the moving direction) of the
次に、図2、図3及び図4を参照して、バッファ装置30及び電極搬送装置40の構成について説明する。本実施形態では、バッファ装置30として、横型サーボループスライダを例示しているが、当該構成に限定されず、電極を貯めておくことができるものであればどのような構成を採用してもよい。
Next, configurations of the
図2及び図3に示すように、バッファ装置30は、正極製造ラインまたは負極製造ラインから供給されたセパレータ付き正極10または負極12を搬送する搬送部31と、搬送部31から搬送されたセパレータ付き正極10または負極12を貯めておくバッファ部32と、バッファ部32に貯められたセパレータ付き正極10または負極12を電極搬送装置40へ押し出す押出部33と、を備えている。なお、以降の説明においては、「セパレータ付き正極10または負極12」を単に「電極15」と称するものとする。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
バッファ部32は、電極15を縦にした状態で保持すると共に、トラック形のループ内で回転させながら電極15を貯めておく。バッファ部32は、電極15を縦にした状態で保持するための複数の保持部32aを備えている。複数の保持部32aは、全体としてトラック形状を描くように並べられている。また、複数の保持部32aは、図示されない駆動部によってトラック形状の軌跡を描くように回転する。保持部32aは、トラック形状の軌跡に対して、電極15が径方向に延びるような状態で保持する。搬送部31は、ベルトコンベアによって構成されている。搬送部31は、電極15を縦にした状態で保持部32aへ挿入できるように、ベルトコンベアの搬送面が捻じれている。搬送部31は、搬送方向における上流側では電極15を寝かせた状態で搬送し、下流側では捻じれた搬送面によって電極15を縦にし、当該状態で保持部32aへ電極15を挿入する。搬送部31は、バッファ部32のトラック形状の軌跡における長辺部分に対応する位置にて、電極15を保持部32aへ挿入する。
The
押出部33は、保持部32aで保持されている電極15を、内周側から外周側へ向かって押し出す。これにより、押出部33で押し出された電極15は、外周側に配置された電極搬送装置40へ供給される。押出部33は、保持部32aで縦に保持された状態の電極15を押し出す。押出部33は、一回の動作で、複数(図3では5枚)の電極15を押し出す。押出部33は、バッファ部32のトラック形状の軌跡における長辺部分に対応する位置にて、電極15を押し出す。押出部33は、搬送部31とは反対側の長辺部分に設けられている。なお、電極15を、一回の動作で一枚のみ押し出す構造とすることも可能だが、この場合、同じマシンサイクルタイムでは、複数枚の同時押し出しと比較し、押出部33が電極15を押出す速度を数倍速くする必要がある。この為、押出し時に、電極15に加わる荷重が大きくなる。特に電極の厚みが薄いと、相対的に損傷しやすくなる。従って、本実施形態では、バッファ装置より複数枚を同時に押出し、下流側で分離する構造を用いる。
The pushing section 33 pushes the electrode 15 held by the holding
電極搬送装置40は、重なり合った複数のシート状の電極15から電極15を一枚ずつ分離して搬送する装置である。図3及び図4に示すように、電極搬送装置40は、バッファ装置30の押出部33で押し出された複数の電極15が供給される第1のベルトコンベア41と、第1のベルトコンベア41の下流側に配置される第2のベルトコンベア42と、を備える。
The
第1のベルトコンベア41は、円柱状のローラ41cに支持されたベルト41dを備えている。ベルト41dは、互いに離間する一対のローラ41cによって支持されている。ベルト41dのうち、ローラ41cの上端側に架け渡されている部分の上面が、第1の搬送面41aに該当する。第1の搬送面41aは、バッファ部32の底面より若干低く、押出された電極15は、若干の落下を伴って第1の搬送面41a上に乗り移る。ベルト41dは、下流側の端部の出口部41bにおいて、ローラ41cに沿って半円状に湾曲している。ローラ41cは駆動部(不図示)に接続されており、当該駆動部から付与される駆動力によって回転する。これにより、ベルト41dの第1の搬送面41aは、電極15を載置させた状態で搬送方向D2へ送り出されることで、電極15を搬送方向D2へ搬送する。第1のベルトコンベア41は、バッファ装置30の押出部33と保持部32aを挟んだ反対側に設けられている。また、第1のベルトコンベア41は、搬送方向D2と押出部33の押出し方向が直交するように配置されている。
The
第1のベルトコンベア41は、互いに重なり合った状態の複数の電極15を第1の搬送面41aに載置し、当該複数の電極15を搬送方向へ搬送する。まず、押出部33が第1の搬送面41aへ複数の電極15を押し出すときは、各電極15は、上下方向に立ち上がった状態であって、互いに離間した状態となっている。各電極15は、完全に第1の搬送面41aへ押し出された後、若干の落下の後、第1の搬送面41aへ接触する。第1の搬送面41aに接触することで、摩擦により各電極15の下端が下流側に引かれる為、上端が上流側へ向かって倒れて、図3に示すような状態になる。図3では、上流側から下流側へ向かって、電極15A,15B,15C,15D,15Eの順で、互いに重なり合っている。
The
電極15D,15Eを見た場合、上流側の電極15D(第1の電極)に対して、搬送方向D2における下流側で隣接する電極15E(第2の電極)が重なっている。具体的には、電極15Eの下端(下流側の端部)15cが電極15Dから下流側へずれた状態、すなわち電極15Dの下端15cよりも下流側へ延びている状態で、電極15Eの裏面が電極15Dの表面を覆うように重ねられる。従って、電極15Dの上端(上流側の端部)15bは、電極15Eに覆われずに露出した状態となっている。一方、電極15Dの下端15cは、電極15Eに覆われた状態となっている。同様の位置関係が、電極15A〜Dについて成り立つ。また、電極15のタブ15aは、各電極15A〜15Eの露出した部分、すなわち上端15bに設けられている。
When the
第2のベルトコンベア42は、円柱状のローラ42cに支持されたベルト42dを備えている。ベルト42dは、互いに離間する一対のローラ42cによって支持されている。ベルト42dのうち、ローラ42cの上端側に架け渡されている部分の上面が、第2の搬送面42aに該当する。ベルト42dは、上流側の端部の進入部42bにおいて、ローラ42cに沿って半円状に湾曲している。ローラ42cは駆動部(不図示)に接続されており、当該駆動部から付与される駆動力によって回転する。これにより、ベルト42dの第2の搬送面42aは、電極15を載置させた状態で搬送方向D2へ送り出されることで、電極15を搬送方向D2へ搬送する。第2のベルトコンベア42の搬送速度は、第1のベルトコンベア41の搬送速度よりも速い。
The
第2のベルトコンベア42は、第1のベルトコンベア41の下流側に配置されている。第2のベルトコンベア42は、進入部42bが第1のベルトコンベア41の出口部41bと対向するように配置されている。第2のベルトコンベア42は、平面視した場合に、第1のベルトコンベア41の延長線上に配置されている。第2のベルトコンベア42と第1のベルトコンベア41との間には空間が設けられている。この空間の大きさは、搬送速度や電極15の大きさ等に基づいて設定されている。
The
第2のベルトコンベア42は、重なり合った複数の電極15の中から、最も下流側に配置されている電極15を一枚だけ引き剥がして分離する。説明のために、図4には、電極15A,15Bのみを示している。図4には、ベルトコンベア42が、電極15Aから電極15Bを分離させるときの様子が示されている。すなわち、図4では、電極15Aが「第1の電極」に該当し、電極15Bが「第2の電極」に該当する。図4に示すように、第2のベルトコンベア42は、第1のベルトコンベア41上の電極15Aから電極15Bを分離させる機能を有する。
The
第2のベルトコンベア42は、第1のベルトコンベア41上の電極15Aの下端15cから、電極15Bの裏面15dを離間させた状態(図4においてAで示す部分を参照)で、当該電極15Bを第2のベルトコンベア42側へ引っ張る。なお、電極15Bが第2のベルトコンベア42に接触してから、電極15Bが電極15Aから分離されて第2のベルトコンベア42に完全に載置されるまでの間において、いずれかのタイミングで電極15Aの上端15bから電極15Bの裏面15dが離間している状態となっていればよい。
The
このような状態を実現するために、第1のベルトコンベア41の第1の搬送面41aに比して、第2のベルトコンベア42の第2の搬送面42aが高い位置に配置される。本実施形態では、第2のベルトコンベア42が、全体的に第1のベルトコンベア41よりも高い位置に配置されている。第1の搬送面41aと第2の搬送面42aとは、互いに平行をなすとともに、水平方向に延びている。従って、第2の搬送面42aの上流側の端部から下流側の端部へ至る全域が、第1の搬送面41aの下流側の端部から上流側の端部へ至る全域よりも高い位置に配置される。
In order to realize such a state, the
第2のベルトコンベア42の第1のベルトコンベア41に対してどの程度高い位置に配置するかは、特に限定されない。ただし、第2のベルトコンベア42のローラ42cの中心CLが、第1のベルトコンベア41の第1の搬送面41aよりも低い位置に配置されることが好ましい。第1の搬送面41aで搬送された電極15Bの下端15cは、第2のベルトコンベア42の進入部42bと当接すると共に上側へ押し上げられて第2の搬送面42a側へ引っ張られる。従って、ローラ42cの中心CLが、第1のベルトコンベア41の第1の搬送面41aよりも低い位置に配置される場合、電極15Bの端部は、半円状の進入部42bのうち、上半分の部分と当接するため、上側へ押し上げられやすくなる。一方、ローラ42cの中心CLが、第1のベルトコンベア41の第1の搬送面41aよりも高い位置に配置される場合、電極15Bの端部は、半円状の進入部42bのうち、下半分の部分へ潜り込むように当接するため、上側へ押し上げられにくくなる。ただし、ローラ42cの回転力によっては、電極15Bの端部が、半円状の進入部42bのうち、下半分の部分へ潜り込むように当接しても、上側へ押し上げられる場合もある。なお、第1の搬送面41aに対する第2の搬送面42aの高さの下限は、本発明の効果を得ることができる限り特に限定されず、電極15のたわみやサイズ等に依存する。
How high the
次に、本実施形態に係る電極搬送方法について説明する、まず、バッファ装置30から第1のベルトコンベア41に複数の電極15が供給されたら、第1のベルトコンベア41により、電極15Aに対して、搬送方向D2における下流側で隣接する電極15Bが重なる状態で搬送する搬送工程が実行される。搬送工程では、第1のベルトコンベア41上において、電極15Bの下端15cが電極15Aから下流側へずれた状態で、電極15Bの裏面15dが電極15Aの表面15eを覆うように重ねられる。
Next, the electrode transport method according to the present embodiment will be described. First, when a plurality of electrodes 15 are supplied from the
次に、第1のベルトコンベア41の下流側に配置される第2のベルトコンベア42により、電極15Aから電極15Bを分離させる分離工程が実行される。分離工程では、第1のベルトコンベア41上の電極15Aの下端15cから、電極15Bの裏面15dを離間させた状態で、当該電極15Bを第2のベルトコンベア42側へ引っ張る。第2のベルトコンベア42は、電極15B全体を第2の搬送面42aに載置することで、電極15Bを電極15Aから分離することができる。
Next, a separation step for separating the
次に、本実施形態に係る電極搬送装置40の作用・効果について説明する。
Next, the operation and effect of the
まず、図5を参照して、比較例に係る電極搬送装置140について説明する。図5に示すように、比較例に係る電極搬送装置140では、第1のベルトコンベア41の第1の搬送面41aに比して、第2のベルトコンベア42の第2の搬送面42aが低い位置に配置される。この場合、電極15Bの下端15cが、低い位置に配置された第2の搬送面42a上に載置されることで、電極の裏面15dと電極15Aの下端15cとが接触して干渉した状態となる。このように、電極15Aの下端15cが電極15Bの裏面15dに干渉した状態で、第2のベルトコンベア42が電極15Bを引っ張った場合、当該干渉によって、電極15Bを上手く分離できない場合や、電極15B,電極15Aが回転し、姿勢が大きく乱れることがあった。この原因を推定すると、一つには、活物質層の端部の状態が挙げられる。リチウムイオン二次電池の電極の製造方法は、長尺の帯状金属箔上に活物質層を形成し、電極材料とした後、電極材料を切断して、個片の電極15A,15Bを形成する。切断により形成される活物質層の外周は、特許文献に記載されるような一般的なパーツの面取りされた角部と比較し、エッジが鋭く、引っ掛かりやすい。電極15Aの下端15cに対し、15Bの裏面15dが、その中央寄り、すなわち重心に近い位置で接触するため、電極15Bの水平方向の動きに対し、電極15Aの下端15cとの接触による摩擦がより大きくなる。さらに、電極15Bの下端15cが搬送面42aに接触すると同時に、電極15Bは搬送面42aと同じ速度に加速されるため、電極15Aの下端15cにて引っ掛かりがある場合、上記のような不具合が生じやすいものと思われる。
First, an
一方、本実施形態の電極搬送装置40については、以下の作用が推定される。すなわち、第1のベルトコンベア41において、電極15Bの下端15cが電極15Aから下流側へずれた状態で、電極15Bの裏面15dが電極15Aの表面15eを覆うように重ねられる。電極15A,15Bが搬送されると、第2のベルトコンベア42は、まず電極15Bの下端15cに接触し、下端15cを持ち上げる。第2のベルトコンベア42の第2の搬送面42aの速度は、第1のベルトコンベア41の第1の搬送面41aの速度、すなわち電極15Aの速度より速いが、電極15Bの下端15cが接触した直後は、搬送面は上方向への速度成分を持つため、水平方向の速度成分は比較例より小さくなる。すなわち、電極15Bの加速は緩やかになる。さらに、電極15Bの下端15cが持ち上げられた状態で、電極15Bの上端15bが電極15Aの表面に接触しているが、電極15Bの重さは、第2のベルトコンベアに乗り移った下端15cと2分して作用する為、電極15Bの上端15bにて作用する摩擦も、比較例より小さくなるものと思われる。これにより、重なり合った電極15から一枚ずつ電極15を分離する際の確実性を向上できる。本実施形態の電極搬送方法でも、同様の作用・効果を奏することができる。
On the other hand, the following operation is estimated for the
なお、本実施形態では、電極15Bの分離時に、電極15Bの上端15bが、電極15Aの表面15eに接触している。すなわち、電極15Bの上端15bが、電極15Aの表面15e上を移動しながら、第2のベルトコンベア42側へ引っ張られる。しかし、図5のように、電極15Aの下端15cが電極15Bの裏面15dに干渉する場合は、電極15Bが全体的に電極15Aの下端15cに寄りかかる状態となるため干渉力が大きくなる。それに比して、本実施形態のように、電極15Bの上端15bが、電極15Aの表面15eと干渉するときの干渉力は低くなる。従って、電極15Aから電極15Bをスムーズに引き剥がすことができる。
In the present embodiment, when the
また、第1のベルトコンベア41の第1の搬送面41aに比して、第2のベルトコンベア42の第2の搬送面42aが高い位置に配置される。この場合、電極15Bが、第2のベルトコンベア42に引っ張られる際に、第2の搬送面42aが第1の搬送面41aに比して高い位置に配置されるため、電極15Bの下端15cが高い位置に配置される。従って、電極15Bが持ち上がり、電極15Aの下端15cから、電極15Bの裏面15dを離間させることができる。
Further, the
(第2実施形態)
図6(a)に示すように、第2実施形態に係る電極搬送装置240において、第1のベルトコンベア41の第1の搬送面41aに対して、第2のベルトコンベア42の第2の搬送面42aは、鋭角をなすように傾斜している。当該角度は、45°以下に設定してよい。図6(a)に示す電極搬送装置240では、第1のベルトコンベア41の出口部41bと第2のベルトコンベア42の進入部42bの高さ位置が同一(すなわち、ローラ41cとローラ42cの中心が同一の高さ位置にある)の状態で、第2のベルトコンベア42が下流側へ向かって上方へ傾斜している。これにより、第2の搬送面42aが上方へ向かって傾斜する。従って、水平方向に延びる第1の搬送面41aに対して、第2の搬送面42aは、鋭角をなすように傾斜している。
(2nd Embodiment)
As shown in FIG. 6A, in the
この場合、電極15Bが、第2のベルトコンベア42に引っ張られる際に、第2の搬送面42aが第1の搬送面41aに対して鋭角をなすように傾斜しているため、電極15Bの下端15cが高い位置に配置される。従って、電極15Bが持ち上がり、電極15Aの下端15cから、電極15Bの裏面15dを離間させることができる。
In this case, when the
また、図6(b)に示す電極搬送装置340のように、第1のベルトコンベア41の出口部41bに比して、第2のベルトコンベア42の進入部42bの高さ位置を低くしてもよい。なお、第1のベルトコンベア41の出口部41bに比して、第2のベルトコンベア42の進入部42bの高さ位置を高くしてもよい。あるいは、図6(c)に示す電極搬送装置440のように、第1の搬送面41aが下流側へ向かって下方へ傾斜し、第2の搬送面42aが下流側へ向かって上方へ傾斜している。これらのように、第1のベルトコンベア41の第1の搬送面41aに対して、第2のベルトコンベア42の第2の搬送面42aは、鋭角をなすように傾斜していれば、各搬送面41a,42aの位置関係は特に限定されない。
In addition, as in the
なお、図8を参照して、第1実施形態の電極搬送装置40と第2実施形態の電極搬送装置240の比較を行う。図8では、電極15としてたわみが大きくなり易いものを採用した場合の様子を示している。図8(b)のように、電極搬送装置240の場合は、電極15Bが下側へ凸となるように湾曲することで、電極15Aの下端15cと電極15Bの裏面15dの離間距離が小さくなる場合がある。一方、図8(a)のように、電極搬送装置40の場合は、電極15Bが上側へ凸となるように湾曲することで、電極15Aの下端15cと電極15Bの裏面15dの離間距離が小さくなることを抑制できる。このように、電極搬送装置40の場合は、電極15のたわみが大きい場合も、より好適に分離することができる。
In addition, with reference to FIG. 8, the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限られない。例えば、図7に示すように、電極15を第2のベルトコンベア42に載せやすくするために、ベルトコンベア41,42の間の位置で、搬送方向D2に沿った移動磁界を与えることで、電極15を浮かせてもよい。図7(a)では、搬送方向D2に配列したコイル50に三相交流電流を流して、移動磁界を発生させている。また、図7(b)では、回転する磁石51を電極15Bに対して近接配置することで、接線方向の移動磁界を発生させている。
As described above, the embodiments of the present invention have been described, but the present invention is not limited to the above embodiments. For example, as shown in FIG. 7, in order to easily place the electrode 15 on the
上記実施形態では、第1のベルトコンベア41と第2のベルトコンベア42とは、同じ仕様のベルトコンベアを、搬送速度が異なるように設定して用いてもよいし、異なる仕様のベルトコンベアとしてもよい、例えば、第2のベルトコンベア42のベルト42dの摩擦力(グリップ力)が、第1のベルトコンベア41のベルト41dより大きくなるように、材質や表面形状を変えてもよい。また、グリップ力の向上の為、第2のベルトコンベア42に押さえローラ等を設けてもよい。
In the above-described embodiment, the
図1に示す搬送部2はベルトコンベアに限られない。たとえば、タイミングベルトやチェーンにより循環路上を搬送されるパレット搬送方式の搬送部でもよい。また、搬送部は、重力による滑走を利用した搬送部であってもよい。
The
10…セパレータ付き正極(電極)、12…負極(電極)、15…電極(第1の電極,第2の電極)、40,240,340,440…電極搬送装置、41…第1のベルトコンベア、41a…第1の搬送面、42…第2のベルトコンベア、42a…第2の搬送面。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
第1の電極に対して、搬送方向における下流側で隣接する第2の電極が重なる状態で搬送する第1のベルトコンベアと、
前記第1のベルトコンベアの下流側に配置され、前記第1の電極から前記第2の電極を分離させる第2のベルトコンベアを備え、
前記第1のベルトコンベアでは、前記第2の電極の下流側の端部が前記第1の電極から下流側へずれた状態で、前記第2の電極の裏面が前記第1の電極の表面を覆うように重ねられ、
前記第2のベルトコンベアは、前記第1のベルトコンベア上の前記第1の電極の下流側の端部から、前記第2の電極の裏面を離間させた状態で、当該第2の電極を前記第2のベルトコンベア側へ引っ張る、電極搬送装置。 An electrode transporting device that separates and transports the electrodes one by one from a plurality of overlapping sheet-shaped electrodes,
A first belt conveyor that conveys the second electrode adjacent to the first electrode on the downstream side in the conveyance direction in an overlapping state;
A second belt conveyor that is disposed downstream of the first belt conveyor and separates the second electrode from the first electrode;
In the first belt conveyor, the back surface of the second electrode faces the front surface of the first electrode in a state where the downstream end of the second electrode is shifted downstream from the first electrode. Layered over to cover,
The second belt conveyor is configured to hold the second electrode in a state where the back surface of the second electrode is separated from the downstream end of the first electrode on the first belt conveyor. An electrode transport device that pulls toward the second belt conveyor.
第1のベルトコンベアと、
前記第1のベルトコンベアの下流側に配置され、前記第1のベルトコンベアに比して搬送速度が速い第2のベルトコンベアを備え、
前記第1のベルトコンベアの第1の搬送面に比して、前記第2のベルトコンベアの第2の搬送面が高い位置に配置される、電極搬送装置。 An electrode transporting device that separates and transports the electrodes one by one from a plurality of overlapping sheet-shaped electrodes,
A first belt conveyor,
A second belt conveyor disposed downstream of the first belt conveyor and having a higher transport speed than the first belt conveyor;
An electrode transport device, wherein a second transport surface of the second belt conveyor is arranged at a position higher than a first transport surface of the first belt conveyor.
第1のベルトコンベアにより、第1の電極に対して、搬送方向における下流側で隣接する第2の電極が重なる状態で搬送する搬送工程と、
前記第1のベルトコンベアの下流側に配置される第2のベルトコンベアにより、前記第1の電極から前記第2の電極を分離させる分離工程と、を備え、
前記搬送工程では、前記第1のベルトコンベア上において、前記第2の電極の下流側の端部が前記第1の電極から下流側へずれた状態で、前記第2の電極の裏面が前記第1の電極の表面を覆うように重ねられ、
前記分離工程では、前記第1のベルトコンベア上の前記第1の電極の下流側の端部から、前記第2の電極の裏面を離間させた状態で、当該第2の電極を前記第2のベルトコンベア側へ引っ張る、電極搬送方法。 An electrode transport method for separating and transporting the electrodes one by one from a plurality of overlapping sheet-shaped electrodes,
A transporting step of transporting the second electrode adjacent to the first electrode on the downstream side in the transport direction in an overlapping state with the first electrode by the first belt conveyor;
A separation step of separating the second electrode from the first electrode by a second belt conveyor disposed downstream of the first belt conveyor,
In the transporting step, on the first belt conveyor, the back surface of the second electrode is placed in a state in which the downstream end of the second electrode is shifted from the first electrode to the downstream side. Are stacked so as to cover the surface of the first electrode,
In the separating step, the second electrode is connected to the second belt while the back surface of the second electrode is separated from the downstream end of the first electrode on the first belt conveyor. An electrode transport method that pulls to the belt conveyor side.
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